Аппарат для очистки газа от твердых, жидких и/или газообразных примесей Советский патент 1993 года по МПК B01D47/02 

Изобретение относится к аппарату для очистки газов от твердых, жидких и/или газообразных примесей, конкретно к конструкции аппарата-барботера. Изобретение предназначается прежде всего в качестве пассивной системы защиты, срабатывающей в случае аварии- или нарушения нормального режима работы различных технических установок, к примеру атомных .электростанций (АЭС), химических и других промышленных предприятий, когда возможен выброс вредных газообразных примесей и побочных продуктов. Но, в принципе, изобретение применимо и для нормальных рабочих условий, например, при действии какой-то технологической установки или осуществлении производственного процесса. Как в функциональном, так и конструктивном плане изобретение было разработано в ответ на предельно специфические требования, предъявляемые к аварийным системам защиты. Такая система

должна находиться в ждущем режиме в постоянной готовности в течение срока не менее 10 лет и должна быть способна к практически мгновенному срабатыванию с выходом на полную мощность в случае аварии. Крайне желательно, чтобы система защиты могла срабатывать автоматически и независимо от человека и управляющего воздействия.

Предельно жесткие и специфические требования предъявляются к системам аварийной защиты АЭС. Системы очистки предназначаются для сепарации радиоак: тивных частиц и газов из веществ, образующихся или высвобождающихся в результате нарушения работы АЭС. К таким системам защиты применительно к тем типовым условиям, в которых они должны функционировать, предъявляются следующие требования; они должны действовать в отсутствии энергопитания, при отсутствии активного контроля и управления со стороны обслуживающего персонала, должны быть длительно устойчивы в отсутствии энергопитания, должны сохранять работоспособность в течение нескольких суток, должны поглощать газ и экстрагировать пылевые частицы, иметь высокую эффективность в широких диапазонах изменения скоростей и расходов блокируемых потоков.

Известна очистная система, в которой поступающий газовый поток разделяется на множество отдельных потоков, которые преобразуются и направляются в виде тонких струй в слой жидкости распределительными насадками, Такая система имеет недостаток, заключающийся в низкой эф- . фективности очистки при малых скоростях (расходах) течения, что обусловлено образованием в этом случае барботажных газовых пузырьков относительно большого размера, которые относительно неэффективны с точки зрения очистки.

Известна система влажной очистки, . принцип действия которой основан на пропускании очищаемого газа снизу через массив жидкости и через набор отверстий, располагающихся на постепенно увеличивающейся глубине. При функционировании аппарата для очистки газа такой системы входящий газ отжимает вниз очистную жидкость в резервуаре и понижает ее уровень во впускном патрубке и распределительном элементе при увеличении скорости течения и входного давления. Такое понижение уровня жидкости приводит к обнажению первого выпускного отверстия, в результате чего газ получает возможность проходить вверх через очистную жидкость посредством соединительных труб с распределительными насадками. По мере увеличения скорости течения газа и входного давления поверхность жидкости постепенно все дальше и дальше отжимается вниз, в результате

чего открываются все новые и новые выпускные отверстия распределительных насадков, через которые газ барбортирует в виде отдельных струй. Таким образом, по меньшей мере значительная часть поступающего

0 тазового потока проходит через используемые выпускные отверстия независимо от входного давления и суммарного расхода в газоочистной системе.

Одним из недостатков такой газоочист5 ной системы является то, что при отжатии вниз свободной поверхности очистной жидкости во впускном канале до уровня ниже впускного отверстия, которое таким образом открывается и может пропускать очища0 емый газ, последний поступает в очистную ванну с относительно низким энергетическим уровнем и при отсутствии перепада давления. В результате этого газ барботиру- ет через жидкость в виде относительно

5 крупных пузырей, что естественно приводит к слабому сепарационную эффекту по отношению к мелким частицам и газообразным примесям. Следовательно, такие известные системы не удовлетворяют в полной мере

0 . требованиям, предъявляемым к пассивным системам аварийной защиты, предназначаемым для сепарации высокотоксичных частиц из выбросовых газовых потоков, образующихся, например, при авариях на

5 АЭС.

Целью изобретения является устранение недостатков, характерных для известного очистного оборудования, в частности эффективное экстрагирование твердых при0 месей и предельно мелких частиц, а также экстрагирование газообразных примесей. Степень реализуемой сепарации примесей в значительной мере независима от скорости течения или расхода очищаемого газа.

5 Другой целью изобретения является разработка относительно простого по конструкции аппарата, реализующего вышеуказанный способ, причем такой аппарат должен иметь низкую стоимость в изго0 товлении и должен функционировать без необходимости применения активных механических компонентов и без активного участия обслуживающего персонала. Кроме того, принцип действия и конструкция тако5 го аппарата должны быть приспособлены для обеззараживания после применения.

Таким образом, цель изобретения - повышение эффективности работы в аварийном режиме, снижение энергозатрат и повышение надежности работы.

Цель достигается тем, что в аппарате для очистки газа обеспечивают высокую эффективность очистки независимо от величины суммарного расхода газового потока. Благодаря тому, что поступающий на очистку газ вводится сначала во впускные отверстия, расположенные с постепенно увеличивающейся глубиной под поверхностью очистной жидкости, а затем выходит через выпускные отверстия, располагающиеся со значительным превышением над соответствующими впускными отверстиями, гарантируется, что газ постоянно проходит через применяемое выходное сопло со значительным перепадом давления, соответствующим разности высот между впускным и выпускным отверстиями, В этом случае газ, проходящий через используемые последние выпускные отверстия, имеет значительный перепад давления, а следовательно, эффективно очищается от примесей.

Ввиду того, что применяемый с конструкции очистного аппарата распределительный элемент открыт в направлении резервуара очистной жидкости посредством перепускных отверстий на уровне ниже самого нижнего входного отверстия соединительных труб, жидкость способна подниматься в указанный элемент при уменьшающемся входном давлении (что равносильно выходу из аварийного режима), так что ее уровень постепенно снова превышает часть или все ранее открывшиеся входные отверстия, которые в результате. этого перекрываются жидкостью.

В одном из наилучших вариантов исполнения изобретения выходные распределительные насадки выполняются в виде расходомерных разгонных сопл или трубок Вентури, в стенках которых имеются всасывающие отверстия, сообщенные с резервуаром для очистной жидкости. Такое конструктивное решение исключает необходимость применения отдельных труб для впуска очистной жидкости и гарантирует постоянное, устойчивое поступление жидкости в применяемые сопловые средства, распределенные по всему поперечному сечению резервуара.

Изобретение позволяет сепарировать частицы и капли жидкости посредством высокоэффективного абсорбирования в широком диапазоне рабочих параметров. Газообразные примеси сепарируются за счет растворения в очистной (промывочной) жидкости и/или за счет химического взаимодействия с веществами, входящими в состав этой жидкости.

В изобретении давление газа, нарастающее в контролируемой системе при нарушении нормального режима ее функционирования, эффективно используется для его прокачки через газоочистной аппарат- барботер. Это обстоятельство предопреде- 5 ляет полную независимость действия такого аппарата от внешних источников энергопитания.

Очистной аппарат помимо аварийной защиты может быть использован как обыч- 0 ный сепаратор в соответствующем техноло- гическом процессе. При таком использовании данный очистной аппарат может быть объединен с входным вентилятором или подобным нагнетательным уст5 ройством. Такое техническое решение целесообразно при чрезмерно низком избыточном давлении используемого для очистки газа. Такая комбинация применима также, когда рассматриваемый аппарат

0 предназначается для использования в аварийных ситуациях, которые не сопровождаются заметным нарастанием давления газа, Для того, чтобы внешняя стенка газоочистного аппарата могла выдерживать воз5 никающие в нем давления, эту стенку следует выполнять как у резервуаров высокого давления.

Ориентируя соответствующим образом перегородочные стенки, можно сформиро0 вать из них рециркуляционный канал, идущий от приповерхностной зоны жидкости в зону ниже отверстия выпуска очищаемого газа. В этом случае поднимающиеся через жидкость газовые пузырьки действуют как

5 пневмолифт (эрлифт), вызывая циркуляцию жидкости, Такая циркуляция препятствует локальному обеднению или расходованию очистных добавок в промывочной жидкости и, кроме того, создает охлаждающий эф0 фект, поскольку придонная часть массива указан ной жидкости перемешиваемся с верхней интенсивно используемой ее частью.

Распределительный элемент может быть выполнен в виде радиальных трубок

5 или камеры с нижним перепускным отверстием, а распределительные насадки расположены на одном уровне по выходному отверстию. Аппарат может дополнительно иметь радиальные перегородки посекцион0 но, дополнительные стенки и пластинчатые ребра, размещенные в щелевых зазорах между основными и дополнительными стенками..--..

Ниже на частном примере исполнения

5 дается более подробное описание сущности изобретения.

На фиг. 1 приведен продольный разрез . в вертикальной плоскости газоочистного аппарата в первом варианте .исполнения; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 схематизированный местный вид аппарата, изображенного на фиг. 1, на этом виде показано выпускное отверстие,, над которым установлен рассеивающий, диспергирующий экран; на-фиг, 4 - продольный разрез в вертикальной плоскости газоочистного аппарата во втором варианте исполнения; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - местный вид разделительной перегородки, имеющей наклонные пластинчатые седи- ментационные ребра для сепарации газовых пузырьков и частиц из циркулирующей промывочной жидкости; на фиг. 7-9 представлены взаимосвязанные схематизированные виды газоочистного аппарата в третьем варианте исполнения; на фиг. 10 в увеличенном масштабе показан продольный разрез соплового средства в наилучшем варианте исполнения. Это средство предназначено для рассматриваемого очистного аппарата.

Показанный на фиг. 1-3 схематично аппарат для очистки газа выполнен в виде частично заполненного жидкостью резервуара 1 повышенного давления, состоящего из внешней стенки 2, донной части 3 и крышки или свода 4, сюда же относятся патрубок 5 выпуска газа, патрубок 6 впуска газа, распределительный элемент 7. Распределительный элемент содержит несколько радиально расходящихся книзу распределительных трубок 8 (в рассматриваемом варианте таких трубок шесть). Распределительные трубки 8 имеют внешнюю вертикально проходящую книзу трубную секцию 9 с обращенным вниз перепускным отверстием 10. Распределительные трубки 8 оснащены на наклонно отходящих.их частях соединительными трубами 11 и 12, выполненными с вертикальными и горизонтальными участками. Как наглядно показано на фиг. 3, соединительные трубы 12 снабжены сверху газовыпускными распределительными насадками 13, имеющими выходные отверстия 14. Насадки 13 могут быть выполнены в виде трубок Венту- ри 15 или расходомерных разгонных сопл 16, в конструкции которых в предпочтительном варианте исполнения предусмотрены всасывающие отверстия 17, сообщенные с жидкостью резервуара 1 и предназначенные для отбора последней. Над соплами 16 установлены соответствующие средства в виде ударно-диспергирующих экранов, выполненных из железных .уголков и закрепленных соответствующим образом (н е показано).

Распределительный элемент 7 погружен на определенную глубину под слой жидкости резервуара 1, находясь ниже ее

свободной поверхности. В заданном случае распределительные насадки 13 выполнены в виде сопловых трубок Вентури 15 (такой вариант следует рассматривать как предпочтительный). Желательно, чтобы большинство выходных отверстий 14 трубок Вентури 15 располагалось на одном и том же уровне, приблизительно на удалении не менее 0.5 м от поверхности промывочной

0 жидкости, предпочтительно 2 м. В свою очередь, входные отверстия 18 соединительных труб 11. используемые для пропускания очищаемого газа в соответствующие насадки 13, располагаются приблизительно на 1

5м или более того ниже выходных отверстий 14. В результате этого имеющийся перепад высот обеспечивает устойчиво удовлетворительный эффект очистки в каждом сопле на всей его длине, начиная от входа очищаемо0 го газа в нижерасположенное входное отверстие 18. В процессе прохождения газа через насадок 13 из него выделяются посторонние примеси. Это осуществляется за счет подвода очистной жидкости через вса5 сывающие отверстия 17. Засасываемая жидкость захватывается в виде капель струей газа, проходящей через насадок. Далее, такие капли после насыщения примесями отделяются от газа частично в виде

0 жидкостной пленки, выседающей на внутренней поверхности трубы 19, а частично в процессе прохождения на участке между выходными отверстиями 14 и поверхностью жидкости в резервуаре 1. Что касается сепа5 рации капель в процессе прохождения газа через очистную жидкость, то для этого необходим всего лишь незначительный перепад высот, который и реализуется в данном случае.

0 Следует обратить внимание на то, что сущность изобретения не ограничивается выполнением выходных насадков (сопловых средств) в виде расходомериых трубок Вентури 15, возможно также применение тон5 ких выходных трубок, направленных на соответствующие диспергирующие экраны, необходимые для распыления газа на мелкие пузырьки, проходящие в дальнейшем вверх через очистную жидкость.

0 Уровень этой жидкости над выходными отверстиями 14 должен быть таким, чтобы образующиеся газовые пузырьки находились в барботажной ванне достаточно долго. Именно это и обеспечивается в данном

5 варианте аппарата-барботера.

Между свободной поверхностью очистной жидкости и выпускным патрубком 5 установлена горизонтальная канальная промежуточная перегородка или днище 20. Это промежуточное днище имеет несколько

проходных отверстий 21с сепараторами 22, предназначенными для отделения от газа мелких капель жидкости и по возможности твердых частиц (указанные сепараторы показаны схематично). Данные сепараторы в общем случае могут иметь самую разнообразную конструкцию, Однако в наибольшей степени для этой цели подходят циклонные устройства. Как показано на фиг, 4, отсепа- рированная жидкость может отводиться вниз под поверхность промывочной жидкости по трубным отводам 23. Отвод 23 может быть защищен от прямого агрессивного воздействия тазовых пузырьков, к примеру, при помощи кожуха (не показан). В объеме над промежуточной перегородкой - днищем 20 и перед выпускным патрубком 5 может быть размещен дополнительный сепаратор (обычного типа) для отделения из отходящего газа оставшихся в нем твердых частиц и капель жидкости. В свою очередь выпускной патрубок 5 может быть подсоединен к следующему очистному аппарату или может выходить непосредственно в дымовую трубу или какое-то другое выводящее устройство.

Аппарат для очистки газа от твердых, жидких и/или газообразных примесей работает следующим образом.

Когда аппарат находится в ненагруженном, бездействующем состоянии, промывная жидкость проходит через отверстия 17, 14 выходных сопловых трубных средств - насадкоз 13 и нижние отверстия 10, так что внутриканальные поверхности жидкости в распределительном элементе 7 и во входном патрубке 6 находятся на.одном уровне со свободной поверхностью жидкости в резервуаре 1. В таком состоянии очистной аппарат выполняет функцию гидравлического (водяного) затвора. В случае аварии или нарушения режима работы установки, контро- лируемой данным аппаратом, когда происходит выброс соответствующего газа, происходит увеличение давления, в результате чего внутриканальная поверхность промывной жидкости отжимается вниз до тех пор, пока не достигнет и не опустится ниже порогового барьера 24 на уровне самого нижнего входного отверстия или отверстий 18 соответствующих выходных трубчато-сопловых средств - насадков 13. При этом условии газ проходит через указанные сопловые средства, а в газовый поток через отверстий 17 засасываются мелкораздробленные капли жидкости. Эти капли абсорбируют твердые и жидкие примеси совместно с газовыми включениями. Выходящая из сопла 16 струя газа направляется на рассеивающий экран 25 и дробится на мелкие пузырьки, которые проходят вверх через слой промывной жидкости. В процессе этого происходит дополнительная барботажная очистка газа. Выходящие из 5 сопл 16 или трубок Вентури 15 насыщенные адсорбированными примесями капли жидкости, частицы и газообразные включения поглощаются очистной жидкостью. Определенная часть капель сепарируется в трубе

0 19 трубки Вентури 15, оседая в виде пленки на внутренней поверхности указанной верхней части трубки 15,

Таким образом, сепарация или экстракция осуществляется в два этапа или ста5 дни. На первой стадии за счет соплового течения и/или ударно-струйного рассеяния под действием сил инерции внутри и вблизи выходных сопловых трубчатых средств (насадков) 13 и на экранах 25 осуществляется

0 экстракция пыли и абсорбирование газов и ионов. На второй сепарационной стадии очистки экстракция пыли и поглощение газов происходят за счет барботажного эффекта, т.е. абсорбирования, седиментации

5 и/или диффузии, в процессе прохождения газовых пузырьков через промывную жидкость вверх к ее поверхности.

Сепарация газовых примесей может быть резко интенсифицирована за счет до0 бавления в промывную (очистную) жидкость веществ, ускоряющих химические реакции, т.е. химически взаимодействующих с ионами, растворенными в жидкости (так называемое химическое стимулирование или

5 каталитирование). К примеру, сепарацию кислотных газовых компонентов можно усилить за счет растворения в жидкости щелоч- ных компонентов. В свою очередь, абсорбция газообразного йода может быть

0 интенсифицирована за счет подмешивания в промывочную жидкость тиосульфата натрия.

Как следует из вышесказанного и анали- 5 за схем на фиг. 1-3, все сопловые средства (насадки) 13 на одном и том же трубном стояке соединительной трубы 11 в данном варианте аппарата начинают функционировать одновременно. Трубные стояки соеди- 0 нительных труб 11 различных раздаточных трубок 8 могут располагаться на взаимосмещенных уровнях так, чтобы не все стояки, входящие в один и тот же раздаточный контур, начинали функционировать одновре- 5 менно.

На фиг. 7-9 представлены различные видоизмененные варианты исполнения распределительного элемента 7, в котором каждое входное отверстие 18 связано с одиночным выходным отверстием 14. На фиг. 7

показан местный вид распределительного элемента 7, имеющего главную распределиельную трубку 8. Эта трубка снабжена отходящими книзу соединительными рубами, модифицированными в виде труб- 5 ных секций 26, каждая из которых имеет две скошенные вниз и приблизительно поперечно ориентированные распределительные или боковые трубные секции 27. Боковые трубные секции 27 имеют на их 10 вободных концах отходящую книзу вертикальную трубную секцию 9, имеющую открытое отверстие 10, Как и в предыдущем варианте аппарата, образующийся конденсат может выходить через отверстия 10, в то 15 время как промывная или бчистная жидкость может проходить в распределительный элемент 7 при уменьшении скорости течения газового потока. На трубных секциях 27 имеется несколько вертикальных отхо- 20 дящих вверх сопловых средств (насадков) 13 в виде трубок Вентури 15, которые распределены с приблизительно равным шагом по упомянутым трубным секциям 27 и имеют входные отверстия 28, которые выходят в 25 распределительные насадки 13. Сопловые трубчатые насадки 13 имеют на нижних концах всасывающие отверстия 17 для отбора промывной жидкости, а на верхних концах

- выходные отверстия 14 для вывода обра- 30

батываемоготазэ. Для обеспечения равномерности срабатывания рассматриваемого газоочистного аппарата на начальном этапе без проявления ударных нагрузок в первый момент выброса газа каждая секция распре- 35 делителя оснащена двумя высокорасположенными короткими боковыми трубными секциями 27, выходные отверстия которых располагаются над остальными сопловыми средствами. Но в то же время отходящие 40 вниз трубные секции 29 боковых трубных секций 30 выходят на тот же уровень, что и остальные трубные секции 9, Помимо всего прочего рассматриваемые распределители сконструированы так, что отверстия 28 рас- 45

ходомерных трубок Вентури 15 располагаются с постепенным увеличением глубины при одновременном увеличении числа распределительных или боковых трубных секций 27. В результате этого при увеличении 50 скорости течения газа и увеличении его расхода и входного давления происходит не- орерывное увеличение числа элементарных активных сепараторов.

На фиг. 8 представлен вариант распре- 55 делителя, который несколько отличается от варианта, приведенного на фиг. 7. В этом случае боковые соединительные трубы 12 отходят непосредственно от главных распределительных (раздаточных) радиальных

трубок 8, т.е. промежуточные вертикальные соединительные трубы 11 или трубные секции 26 отсутствуют.

На фиг. 9 приведен схематизированный продольный разрез в увеличенном масштабе боковой трубы 12, имеющей на обращенной вверх боковой поверхности входные отверстия 28 и вертикальные соединительные трубные секции или отводы 31, в которые вставлены трубчатые сопловые насадки в виде трубок Вентури 15. Вариант распределителя, приведенный, на фиг. 9, предусматривает задействование или срабатывание дополнительного выпускного соплового насадка .при перемещении поверхности внутриканальной жидкости до более низкого уровня.

На фиг. 10 схематично представлен предпочтительный вариант исполнения сопловой трубки Вентури 15, используемой в конструкции рассматриваемого очистного аппарата-барботера. Эта трубка включает в себя входную часть 32 с входным отверстием 33, сужающуюся часть 34, цилиндрическую переходную горловину 35, конусно расширяющуюся часть 36 и торцовую заглушку 37. Несколько ниже этой заглушки имеются поперечные выпускные отверстия 38. Рассматриваемая сопловая трубка имеет на нижнем конце соединительную резьбу 39 для закрепления в выступающей вверх соединительной трубной секции - отводе 3.1 на соответствующей боковой трубной секции 27 или на трубе 12. Между сужением и переходной горловиной имеется кольцевая канавка 40, которая имеет острую кромку 41, отделяющую эту канавку от горловины 35. В канавку 40 входят всасывающие отверстия 17, при этом жидкость, входящая в канавку, способна распределяться по всему ее кольцевому периметру, Ширина канавки 40 составляет 2-4 мм, при этом радиус кромки 42, отделяющей эту канавку от сужающейся части 34, на 0,5-1.мм больше радиуса противоположной кромки 41. Примечательно то, что касательная к стенке упомянутого сужения около канавочной кромки 42 проходит вне пределов и не пересекает противоположной кромки 41. В процессе прохождения газа через сопло в канавку 40 засасывается очистная жидкость, поступающая в виде мелких капель. Эти капли захватывают примеси, входящие в состав газа, в процессе прохождения через сопловую горловину 35, конически расширяющуюся часть 36 и внешнюю трубу 19. Таким образом, данная конструкция действует как самовсасывающий сопловой сепаратор. При функционировании аппарата-барботера на каждый кубический метр обрабатываемого газа через отверстия 17tB сопловые насадки 13 должно засасываться не менее 0,5 кг, а предпочтительно 2-3 .кг промывной жидкости, к примеру воды. В соответствии с этим всасывающим отверстиям 17 и канавкам 40 придаются необходимо большие размеры, рассчитанные на отбор необходимого количества жидкости при заданном перепаде давления, который определяется разностью уровней между нижними отверстиями 28 и выпускными отверстиями 38. В большинстве случаев для обеспечения удовлетворительной очистки газа необходим перепад давления в 1 м водяного столба или более. В качестве примера уместно упомянуть о том, что 99% эффективного очистного действия может быть реализовано в сопловой трубной насадке при условии, что перепад давления составляет 10 Па, что соответствует 1 м водяного столба.

В рассматриваемом варианте исполнения сопловая трубка имеет в горловинной части диаметр в 10 мм, а в верхней части - 49-26 мм. Практика показала, что для достижения высокой эффективности очистки диа- метр переходной горловины сопла не должен превосходить 30 мм или около того,

Вариант очистного аппарата, представленный на фиг. 4 и 5, включает в себя видоизмененный распределительный элемент 7, имеющий центрально расположенную цилиндрическую распределительную камеру 43 и набор соединительных труб 44, которые отходят наклонно вверх от камеры 43 на различных уровнях. Распределительные со- единительные трубы 44 имеют радиальные, направленные внутрь части 45, от которых в горизонтальном направлении наружу отходят распределительные соединительные трубы 46. Эти распределительные соедини- тельные трубы 46 снабжены выходными соплами 16 (одно из них показано в качестве иллюстрации в увеличенном масштабе на выносном виде слева на фиг. 4), Сверху над указанными сопловыми средствами могут располагаться рассеивающие струйные экраны-отражатели 25, аналогичные тому, что показано на фиг, 1-3. В данном варианте исполнения очистного аппарата выходные сопловые насадки 13 могут быть более ко- роткими, так как входные отверстия 18 располагаютсянесколько ниже распределительной камеры 43. В принципе, для реализации эффективного очистного действия длина таких сопл должна быть ми- нимальной.

Газоочистной аппарат, показанный на фиг. 4 и 5. разделен на отсеки или секции при помощи радиальных перегородок 47, которые ограничены, .сверху промежуточным днищем 20 над поверхностью жидкости резервуара и которые проходят вниз за уровень выходных сопловых насадков 13. Упомянутые перегородки проходят внутрь к патрубку 6 впуска газа и наружу к внешней стенке 2 аппарата. Рядом с внешней стенкой по окружности проходит концентриче- ская направляющая промежуточная дополнительная стенка 48, верхняя часть которой выступает на поверхность очистной жидкости, когда она находится в покое, нижняя часть этой стенки оканчивается у донной части 3 аппарата ниже уровня входных отверстий 18. Перегородки 47 могут выходить в щелевой зазор 48 между стенками 2 и 48, используясь для фиксации направляющей промежуточной стенки 48. Однако такое конструктивное решение не является функционально обязательным для данного аппарата, в частности промежуточная стенка 48 может быть закреплена с помощью подпорок, соединенных с внешней стенкой 2. -. : .

Распределительные соединительные трубы 44 имеют входные или газовпускные отверстия 18, выполненные в стенке распределительной камеры 43 на различных уровнях по высоте. Это позволяет ступенчато вводить в действие различные очистные секции с увеличением входных давлений. После обнажения газовпускного, отверстия вследствие опускания уровня находящейся в камере 43 очистной жидкости под действием возрастающего давления используемый для очистки газа может свободно . проходить вверх по. распределительной соединительной трубе 44 и выходить через распределительные соединительные трубы 46 и их выходные сопловые насадки 13. Благодаря разности высот между поверхностью жидкости и распределительными отрубами 46 в выходных трубчатых соплах 16 действует избыточное давление. Таким образом, об- рабатываемый газ проходит, через выходные сопла с заметным перепадом давления, что гарантирует высокий очистной эффект и тонкодисперсное дробление газа на малые пузырьки. Благодаря тому, что газовпускные отверстия 18 расположены на различной высоте, возможно автоматическое последовательное задействование распределительных секций при частичной нагрузке с реализацией полностью эффективного очистного действия. Это особенно важно для обеспечения эффективной экстракции пыли, присутствующей в обрабатываемом газе. Инерционность такой системы зависит в значительной мере от скорости течения газа, при этом низкая скорость приводит к слабой сепарации.

Ввиду уменьшения плотности, обусловленного образованием газовых пузырьков, в активно действующих газоочистных секциях 50 уровень 51 очистной жидкости будет более высоким. Этот уровень 51 находится над верхней кромкой 52 направляющей промежуточной стенки 48. В результате этого очистная жидкость может рециркулировать из активно функционирующих секций 50 в те секции, куда поступает очищаемый газ. Это предотвращает локальную концентрацию примесей и обеднение очистной жидкости реа.гентными добавками в верхних частях активно действующих секций, в особенности при неполной нагрузке.

На фиг. 6 местным видом показан щеле- видный зазор 49, в котором имеются наклонные пластинчатые седиментационные ребра 53. Эти пластинчатые ребра образуют между собой множество наклонных промежутков или камер 54, которые ограничены сверху и снизу указанными ребрами.Пузырь- ки газа, присутствующие в оЬъеме жидкости, вводимой в такие наклонные промежутки, поднимаются в направлении верхних ограничивающих пластин, в то время как твердые примеси оседают в направлении донной или нижней ограничивающей пластины. Затем газов:ые пузырьки перемещаются вверх вдоль нижней поверхности покрывающей пластины, выходя в конце концов на свободную поверхность 55 или 51 жидкости соответственно. В свою очередь, осаждаемые частицы перемещаются вниз вдоль поверхности подстилающей пластины и в конечном итоге попадают на донную часть 3 бэрботерного резервуара с нижней кромки 56 соответствующих пластин.

Результатом применения рассматриваемых пластинчатых седиментационных ребер является поперечное смещение циркулирующей жидкости по одному и тому же отсеку или секции аппарата при неполной нагрузке и вместе с тем противодействие обеднению реакционными добавками.

В результате данного газоочистного аппарата может быть размещен теплообмен- ный змеевик (не показан) для охлаждения или (в специальных случаях) нагрева очистной жидкости.

Вместимость резервуара должна быть достаточно большой, так чтобы в нем помимо очистной жидкости помещались образующийся конденсат и твердые частицы, экстрагируемые в процессе активного функционирования аппарата при авариях или нарушениях работы обслуживаемой установки, В том случае, когда аппарат используется для очистки технологических газов, конденсат и твердые экстрагированные частицы могут удаляться через нормально закрытый выводной патрубок 57 в донной части резервуара, к примеру, с помощью двух последовательных вентилей.

Рассеивающие, диспергирующие экраны могут быть выполнены самым различным образом. Например, они могут состоять из перфорированных пластин, размещенных над выпускными отверстиями 38. Такие пла0 стины помимо основной функции эффективно распределяют газовые пузырьки, образующиеся по всей поверхности, что позволяет более эффективно использовать имеющийся, объем.

5 В некоторых случаях практического применения резервуар 1 может быть открыт сверху. Тогда боковые стенки 2 должны быть достаточно высокими, так чтобы исключить выход жидкости наружу вследствие

0 разбрызгивания. Такой резервуар может быть оснащен дополнительными сепараторами типа сит или фильтров для сепарации капель жидкости и/или неподвижных или флюидизйрованных слоев частиц, распола5 гающихся над или под свободной поверхностью ванны жидкости.

Направляющие промежуточные стенки 48, используемые для образования рециркуляционных зазоров 49, могут быть размеще0 ны в любом необходимом месте в резервуаре 1. например рядом с радиальными перегородками 47 или же попарно с соединительными короткими стенками.Удобно (хотя это.и не обязательно) размещать про5 межуточные стенки 48 между различными секциями 50 или между частями, образованными различными распределительно-раздаточными трубами.-..- Резервуар 1 необязательно должен

0 быть круглым, он может иметь любую потребную форму, зависящую, к примеру, от конкретных условий его размещения, в частности такой резервуар может быть прямоугольным или же неправильной формы.

5 Входной раздаточный патрубок б может быть подсоединен к резервуару в любом необходимом месте, к примеру асимметрично закреплен в крышке-колпаке 4 или же может быть пропущен через боковую стенку

0 2 резервуара или его донную часть 3. При этом важно, чтобы эта труба подсоединялась к распределительному элементу 7 выше самого верхнего газовпускного отверстия 18.

5 Выходные сопловые насадки 13 могут подсоединяться к соответствующим газо- впускным отверстиям в трубках 8 или камере 43 тем способом, который является наиболее удобным. В большинстве случаев оптимальным конструктивным решением

рассматриваемого барботера является такое, при котором применяются горизонтальные или (в целях самодренирования) несколько наклонно размещенных распределительных соединительных труб 12, 46 и распределительных соединительных труб 44, их частей 45 и трубок 8. Выходные трубчатые сопла 16 могут быть выше, чем это показано на фиг. 4. Это необходимо для того, чтобы засасываемые в эти сопла через отверстия 17 капли, промывочной жидкости имели достаточно большую линейную базу взаимодействия с газом при перемещении в соплах, Уместно подчеркнуть, что процесс очистки в аппарате может быть реализован только за счет соплового дросселирования без струйного распыления на экранах и бар- ботажного эффекта,

Газоочистной аппарат может иметь любые необходимые размеры и может включать в себя несколько взаимозаменяемых и взаимонезависимых распределительных элементов 7 в виде трубок 8 и/или камер 43. Такие аппараты могут применяться по групповой схеме в виде соответствующей многомодульной очистной установки, состоящей из нескольких отдельных аппаратов, собранных в группы или размещенных удаленно друг, от друга. Такая схема удобна с точки зрения эксплуатации и обслуживания, например, при замене и ремонте трубной арматуры, позволяя отключить отдельные блоки, оставляя в рабочем состоянии все

остальные.

Как очевидно, газоочистному аппарату могут быть приданы очень большие размеры. Например, в случае использования его в качестве аварийной системы защиты на

АЭС площадь такого аппарата может превосходить 50-100 м2, диаметр- 10 м и более. Исходный объем очистной жидкости должен выбираться с учетом возможных потерь. Так, при выбросе газа с интенсивностью

порядка 10 кг/с при температуре 150°С парообразование очистной воды составляет порядка 1-3,5 м3 /ч. В дополнение к этому потери очистной жидкости обусловлены испарением,. .

Использование: пассивная система защиты атмосферы в случае аварии и нарушения нормального режима работы различных технологических установок. Сущность изобретения: газ пропускают через слой жидкости в режиме барбЬтирования в видз отдельных струй через множество входных отверстий, находящихся в постепенно увеличивающейся глубиной под поверхностью очистной жидкости. С увеличением входного давления в процесс барботажного пропускания газа вовлекается все большее число входных отверстий и соответственно формируется все большее число газовых струй. При пропускании через очистной аппарат- барботер газ проходит от соответствующих входных отверстий через соединительные трубы к выпускным отверстиям, находящимся на существенно более высоком уровне, чем соответствующие входные отверстия. При этом газ пропускается через сопловые насадки типа трубок Вентури и/или направляется на выходе на отражательные экраны с минимальным перепадом давления, соответствующим указанной разности уровней. В этом случае, как только газ начинает проходить через какое-то входное отверстие, сразу же реализуется номинальное рабочее давление и гарантированно обеспечиваются интенсивное перемешивание газа с жидкостью и, естественно, высокая эффективность очистки. 5 з.п., 10 ил,. . (Л ХЗ ю 00 ю

Формула изобретения

большего сечения, чем сечение патрубка впуска газа, а перепускное отверстие размещено на его нижнем конце.

6. Аппарат по п, 5, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными стенками, размещенными с щелевыми зазорами к внешней стенке резервуара в одной или нескольких секциях и пластинчатыми ребрами, расположенными в щелевых зазорах, при этом верхняя кромка каждой дополнительной стенки размещена выше уровня жидкости, а нижняя - ниже уровня входных отверстий соединительных труб.